Авторы: Рахмонкулов Мурод Турдиалиевич, Салохиддинов Фарход Абдираззокович

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №13 (117) июль-1 2016 г.

Дата публикации: 05.07.2016

Статья просмотрена: 32 раза

Библиографическое описание:

Рахмонкулов М. Т., Салохиддинов Ф. А. Получение антикоррозионных материалов на основе местного сырья для нефтетранспортирующих трубопроводов // Молодой ученый. — 2016. — №13. — С. 207-210.



Развитие коррозионных повреждений связано с образованием скоплений воды, которая обычно удаляется с потоком продукции, однако при невысоких скоростях движения жидкости (для исследованных участков ~ 0,7 м/сек), в пониженных местах трассы и перед узлами задвижек остаются водные скопления, даже при малых значениях обводненности продукции.

Скорость локальной коррозии трубопроводов системы поддерживания пластового давления и промысловых нефтепроводов достигает в некоторых случаях значений 1,3–1,4 мм/год, с наиболее вероятными значениями соответственно 0,6–0,8 и 0,3–0,5 мм/год.

В настоящее время проблема защиты от коррозии является весьма актуальной, в особенности для нефтегазовой отрасли. Разрушение трубопроводов, а так же машин и механизмов газового, газоконденсатного и нефтяного оборудования в результате коррозии приводит во многих случаях к авариям, что ведет к убыткам из-за расходов на ремонтные работы.

Газ и газоконденсатное сырьё поступающие на переработку содержат сопутствующие коррозионно-активные примеси: сероводород, углекислый газ и воду в которой растворены минеральные соли.

На интенсивность развития коррозионных дефектов внутренней поверхности трубопроводов и технологических оборудований оказывают влияние содержащиеся в перекачиваемой продукции механические примеси, ионный состав минерализированной воды, режим течения и наличие коррозионно-активной микрофлоры. Выход из строя труб с толщиной стенки 9 мм происходит в большинстве случаев менее чем через год, после ввода их в эксплуатацию, вследствие развития дефектов в виде отдельных язв и канавок на нижней образующей внутренней поверхности трубы.

В этой связи в последнее время ведутся интенсивные научно-исследовательские работы по повышению работоспособности газа- и нефтеперерабатывающего, а также транспортного оборудования с использованием различных композиционных материалов на основе ингредиентов из местного и вторичного сырья [1–3].

В одном случае делается акцент на триботехнические свойства нефтепродуктов с взаимодействующими поверхностями, то есть стенками трубопроводов, а в других — на адгезионную прочность специальных покрытий с металлической поверхностью трубопроводов.

Однако, в этих работах не приводятся конкретные методы и средства определения количественной величины интенсивности линейного изнашивания и скорости коррозии. Предлагаемые рецептуры для защитного композиционного материала в этих работах не в состоянии удовлетворить требованиям по снижению коррозионной активности агрессивных сред труб из-за низких механических свойств. Эксплуатация трубопроводов в условиях интенсивно развивающейся коррозии с аномально высокой скоростью износа более чем на

10 мм/год, приводит к преждевременному выходу из строя трубопроводов и не предсказуемым по масштабам аварийным ситуациям с затратами на восстановление.

Для защиты окружающий среды от загрязнений промышленными выбросами необходимо создавать технологические процессы, которые обеспечивали бы не только количественные и качественные требования к целевым продуктам, но и комплексное использование сырья. Интенсивное развитие отрасли определяется созданием и внедрением ресурса- и энергосберегающих технологий. До настоящего времени отсутствуют общие принципы разработки технологии, как для малоотходных, так и для безотходных производств, позволяющих решить две взаимосвязанные задачи: экологическую и экономическую.

Использование природных ресурсов с максимальной экономической и, прежде всего, социальной эффективностью требует разработки технологических процессов в тесной связи с экономическими, социальными и биологическими процессами [4–5]. Необходима такая организация производства, при которой утилизируются не только большое количество побочных продуктов, но и все выделяемое тепло, как внутри данной системы, так и частично в соседних взаимосвязанных экологических подсистемах.

Таким образом, перед основным нефтегазовая отраслью на ближайший период времени встают следующие важные задачи:

– разработка технологий, которые позволили бы увеличивать выпуск необходимой продукции, не нарушая требований экологии, т. е. безотходных или малоотходных технологий;

– создание новых производств, использующих в качестве сырья отходы производств других отраслей промышленности;

– создание малоэнергоемких производств и производств с малым потреблением воды.

Реализация технологических принципов связана с технологическими приемами и методами, такими, как организация потоков, использование совмещенных процессов и др. На основе метода рециркуляции, комбинируя и кооперируя различные производства, технологические установки и комплексы, можно создать технологически замкнутый комплекс, работающий с максимальным использованием сырья. Следовательно, применение рециркуляционных процессов, лежащих в основе комплексного производства, является одним из важнейших принципов решения двух главных проблем экологии — избежание загрязнения окружающей среды и истощения природных ресурсов.

Далее, огромную роль играет полнота использования жидких и твердых отходов. В производстве капролактама и масложировой отрасли образуется значительное количество жидких отходов (кубовые остатки стадии окисления толуола, госсиполовая смола) и значительно меньше твердых отходов (отработанные катализаторы, адсорбенты, полимеры и др.). При создании безотходных производств необходима, прежде всего, их утилизация или переработка [7]. Это возможно сделать при переработке данных веществ в рамках основных технологических процессов или на отдельных установках в рамках основного производства (регенерация катализаторов, адсорбентов и т. д.). И, наконец, некоторые отходы (олигомеры) могут использоваться в других производствах в качестве сырья. Примером может служить добавка в строительные материалы олигомерных отходов, которые обеспечивают водоотталкивание. Ниже приведена основные характеристика госсиполовая смолы.

В работе использован кубовый остаток переработки хлопковых семян на масло — госсиполовая смола и ее модифицированные соединения. Требования к техническому продукту по ОСТ 18–114–73: темно-коричневого цвета, консистенция при 293 К однородная, вязко-текучая масса, содержащая 35–40 % продуктов окисления, конденсации, полимеризации и других реакций госсипола, 40–50 % жирных кислот и их производных, а также 10–12 % азотсодержащих соединений. Госсиполовая смола растворяется в ацетоне, метил-этилкетоне, диэтиловом эфире, спиртах, хлороформе. Кислотное число 70–100 мг КОН/г. Удельный вес 0,98–0,99 г\мл [6].

Таблица 1

Основные составные части госсиполовой смолы

Фракция

Выход,% (к весу ГС)

Цвет

Состав фракций

Неомыляемая часть

21–24

темно-коричневый

Углеводороды;

С24- С2833

спирты, ситостерин, амирин

Жирно-кислотная часть

52–57

Черное

маслообразное

Жирные кислоты

C16-C18, лактонные и полимеризованные кислоты

Фенольная часть

22–24

от коричневого до темно-коричневого

Фенолы

Утилизация отхода масложирового производства — госсиполовой смолы и применение её в качестве ценного сырья, содержащего в своем составе, в основном, карбоксильные группы и ароматические ядра для получения антикоррозионных материалов представляет особую актуальность. Решение поставленной задачи во многом связано со спецификой химического состава и структуры госсиполовой смолы [6].

Технология получения натриевых солей госсиполовой смолы состоит в следующем /рис.1/: в мерники 1, в каждый в отдельности заливали госсиполовую смолу и 10 % водный раствор NaOH, которые через пробковые краны подавали в реактор 2. Количество вводимого едкого натрия должно соответствовать рассчитанному содержанию общих кислот в госсиполовой смоле. Композицию подогревали через рубашку реактора паром до 80–85 оС. Включали мешалку и смешивание композиции продолжали в течение 0,5–1,0 часов. По окончании, отбирали пробы для определения кислотного числа. После завершения реакции содержимое реактора подавали в дозаторы (4) и охлаждали до 25 0С. Полученные продукты сушили при температуре 50–60 0С до постоянного веса на ленточном транспортере и измельчали, после чего направляли в транспортирующий резервуар для готовой продукции (4) [7].

Cxema4

Рис. 1. Технологическая схема получения композиций: 1-мерники для исходных реагентов; 2-реактор; 3-дозатор; 4-транспортирующий резервуар для готовой продукции

Аналогично получены кальциевые, бариевые и алюминиевые соли госсиполовой смолы. Реакцию проводили при температуре 85–900С.

Образование солей госсиполовой смолы подтверждено ИК-спектроскопическим методом \рис.2\. Сравнение ИК-спектров госсиполовой смолы и её производных (кальциевая соль и др.) показывает, что характер спектра двух образцов аналогичен по значениям характеристик частот. Однако имеются некоторые различия.

Рис. 2. ИК–спектры: а) госсиполовая смола; б) кальциевая соль госсиполовой смолы

Таблица 2

Сравнительные ИК-спектроскопические данные госсиполовой смолы икальциевой соли госсиполовой смолы

Госсиполовая смола

Поглощение

Соль госсиполовой смолы

Галогены, фенил

840см-1

Галогены, фенил

Исчезновение

-О-С

960см-1

-О-С

Уменьшение

Валентные =С-О-С=

1145см-1

С-О-С

Исчезновение

С-ОН, Са

1280 см-1

=С-ОН, Са

Уменьшение

-СН3

1330см-1

-(СН)3

Уменьшение

=СН2

1460см-1

=(СН2)

Исчезновение

(СОО)2Сa, C=C

1610, 1640см-1

(СОО)2Сa, C=C

Исчезновение

С=О, СООН

1710, 1754см-1

=С=О, СООН

СН-СН-

2865,2950 см-1

СН-СН-

Сильное уменьшение

=NH

310см-1

=NH

Исчезновение

-ОН

3300,3500см-1

-ОН

Без изменения

НО-

3650см-1

НО-

Исчезновение

Из данных таблицывидно, что в области 1510–1550 см-1 на ИК-спектре соли госсиполовой смолы наблюдается исчезновение полосы поглощения, характерной для галогенов (840см-1), уменьшается интенсивность полосы О — С групп (960см-1), исчезает пик валентных колебаний в области С–О–С (1145см-1), существенно уменьшается интенсивность колебания — С — ОН групп (1280см-1) и -СН3 групп (1330см-1). Исчезновение ОН –, С = О, СООН групп, уменьшение интенсивности СООН, С — ОН групп свидетельствуют об образовании соли госсиполовой смолы за счет этих групп с образованием новых.

Литература:

  1. Т. Н. Ярбабаев, Ш. Р. Файзиев, Д.Юсупов, А.Икрамов. Разработка новых ингибиторов коррозии для системы поддерживания пластового давления и солянокислотной обработки скважин//Узбекский журнал нефти и газа. Ташкент, 2008, № 3.С 43–44.
  2. Алибеков Р. С. Антикоррозионные покрытия на основе гассиполовой смолы со свойствами модификатора ржавчины // Автореф. канд. дисс., Ташкент, 2002. -23 с.
  3. Шаповалов В. М., Барсуков В. Г., Лапшина У. И.,Губкин В. И. Композиционные отделочные материалы из древесных волокон и термопластов// Строит. материалы.-1991.-№ 5.- С.18–20.
  4. Ибадуллаев А., Юсупбеков А. Х., Козлов А. А. Композиции на основе ПВХ, наполненные вторичным волокнистым сырьем.//Пластические массы. 1989.№ 9. С.64–65.
  5. Юсупов Д., Турабджанов С. М., Миркамилов Т. М., Кодиров Х. И. и др. Безотходная технология переработки отходов ПО “Навоиазот” и получение композиционных материалов на их основе //“Композиционные материалы. 2001. № 1. С.85–87.
  6. Фатхуллаев Э., Джалилов А. Т., Минскер КС., Марьин А. П. Комплексное использование вторичных продуктов переработки хлопчатника при получении полимерных материалов.-Ташкент: Фан.1988.
  7. Таджиходжаева У. Б., Мирвалиев З. З., Джалилов А. Т., Акбаров Х. И. К вопросу утилизации госсиполовой смолы и организационные принципы создания безотходных производств//Самарқанд давлат университетиилмий тадқиқотлар ахборотномаси, илмий-назарий, услубий журнал.-Самарқанд, 2007,- № 1.52–58с
Основные термины (генерируются автоматически): госсиполовой смолы, соли госсиполовой смолы, солей госсиполовой смолы, госсиполовая смола, безотходных производств, госсиполовой смолы икальциевой, поддерживания пластового давления, соль госсиполовой смолы, структуры госсиполовой смолы, части госсиполовой смолы, ИК-спектров госсиполовой смолы, утилизации госсиполовой смолы, системы поддерживания пластового, характеристика госсиполовая смолы, Госсиполовая смола, основе гассиполовой смолы, локальной коррозии трубопроводов, качестве сырья, алюминиевые соли госсиполовой, сырья отходы производств.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос